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Johann-Sebastian Leßmann

    Berechnung und Simulation von Feststoffförderprozessen in Einschneckenextrudern bis in den Hochgeschwindigkeitsbereich
    Handlungsempfehlungen für die Revitalisierung von Mehrfamilienhäusern aus den 1970er Jahren
    • Kurzfassung Die Entwicklung von Revitalisierungskonzepten für Wohnimmobilien ist ein komplexer und zeitintensiver Prozess, bei dem umfassendes Fachwissen und weitreichende Erfahrungen notwendig sind. Heterogene Gebäudetypen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Handlungsbedarfen machen den Konzeptentwicklungsprozess noch komplizierter. Diese Arbeit bietet einen Katalog mit priorisierten Handlungsempfehlungen zur Entwicklung von Revitalisierungsvarianten für Mehrfamilienhäuser aus den 1970er Jahren in den alten Bundesländern. Die Immobilien tragen mit ca. 2,4 Mio. Wohnung wesentlich zur Wohnraumversorgung in den alten Bundesländern bei und wurden bisher unzureichend erforscht. Darüber hinaus stehen durch das Alter, den häufig geringen Modernisierungszustand und vorhandene Potenziale der Mehrfamilienhäuser meist kurz- bis mittelfristig grundlegende Revitalisierungen an. Die erarbeiteten Handlungsempfehlungen basieren auf Auswertungen von Daten professionell-gewerblicher Wohnungsanbieter, über 13.700 Energieverbrauchsausweisen, Mieterbefragungen und der Datenbasis Gebäudebestand des IWU. Außerdem stützen sich die Empfehlungen auf eine Sekundäranalyse einer repräsentativen Wohnnachfrageuntersuchung für Deutschland sowie auf zwanzig Expertenbefragungen und umfangreiche Literaturanalysen. Durch eine Immobilienanalyse werden verallgemeinerungsfähige Aussagen über bauliche und technische Eigenschaften und Handlungsbedarfe für die Mehrfamilienhäuser gewonnen. Daneben erfolgt anhand einer Nachfrageanalyse die Bestimmung potenzieller Nachfragegruppen und deren Wohnanforderungen sowie daraus abgeleitet nachfrageseitige Handlungsbedarfe für die Mehrfamilienhäuser. Für die ermittelten baulichen und technischen sowie nachfrageseitigen Handlungsbedarfe werden durch eine Maßnahmenanalyse geeignete Revitalisierungsmaßnahmen gefunden. Diese Maßnahmen werden im Katalog der Handlungsempfehlungen angelehnt an ein Kundenanforderungsmodell nach technischen Gesichtspunkten und Nachfrageaspekten priorisiert. Anwender des Empfehlungskatalogs können ihre individuelle kaufmännische Perspektive einbringen, um ganzheitliche Revitalisierungskonzepte zu entwickeln. Durch eine entwickelte Berechnungshilfe können Kosten und Wirtschaftlichkeit der Konzepte bewertet werden. Die Handlungsempfehlungen zielen auf technische, funktionale, energetische, wirtschaftliche, soziale und architektonische Verbesserungen bei den Mehrfamilienhäusern. In zwei Fallstudien werden der Katalog der Handlungsempfehlungen und die Berechnungshilfe angewendet. Die Fallstudien deuten darauf hin, dass mit Hilfe des Katalogs der Handlungsempfehlungen und der Berechnungshilfe Revitalisierungsvarianten für Mehrfamilienhäuser aus den 1970er Jahren effizient entwickelt und deren Kosten und Wirtschaftlichkeit effizient eingeschätzt werden können. Die Forschungsergebnisse der Arbeit sind insbesondere für Wohnungseigentümer, Projektentwickler, Ingenieure, Berater und Investoren nützlich.

      Handlungsempfehlungen für die Revitalisierung von Mehrfamilienhäusern aus den 1970er Jahren
    • Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Berechnung und Simulation von Feststoffförderprozessen in Einschneckenextrudern, insbesondere bei Befüllungsproblemen. Anhand von PET-Flakes wird demonstriert, dass die Schüttdichte des Materials, ähnlich wie bei regelmäßig geformten Granulaten, der entscheidende Parameter für den Durchsatz ist. Eine Berechnungsvorschrift für den Ausrieseldurchsatz aus runden Trichteröffnungen wird entwickelt. Zur Analyse von Befüllungsproblemen in der Hochgeschwindigkeitsextrusion kommt die Diskrete-Elemente-Methode (DEM) zum Einsatz. Ein Modell zur Beschreibung des Einrieseldurchsatzes wird aus Simulationsdaten abgeleitet und validiert. Zudem werden Strategien zur Steigerung des Feststoffdurchsatzes im Hochgeschwindigkeitsbereich erarbeitet. Die DEM-Software EDEM wird für die Simulation von Feststoffförderprozessen mit Druckaufbau optimiert, indem Reibwerte, Stoßzahlen und ein passendes Kontaktmodell bestimmt werden. In Kompressionsuntersuchungen wird die Eignung dieser Parameter für realitätsnahe Simulationen anhand des Druck-Verformungsverhaltens demonstriert. Die Untersuchungen zeigen, dass die Genauigkeit von Schüttdichtesimulationen verbessert werden kann, wenn Granulate durch mehr als eine Sphäre abgebildet werden. In Fördersimulationen lässt sich dieser Effekt jedoch nicht bestätigen.

      Berechnung und Simulation von Feststoffförderprozessen in Einschneckenextrudern bis in den Hochgeschwindigkeitsbereich